Ποια είναι η βέλτιστη τιμή pH για την έκπλυση με κυάνιο;

Η έκπλυση με κυάνιο αποτελεί ακρογωνιαίο λίθο στην εξόρυξη χρυσού και αργύρου από ορυκτά μεταλλεύματα από τη βιομηχανική εφαρμογή της το 1887. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από μια λεπτή ισορροπία διαφόρων χημικών και περιβαλλοντικών παραγόντων, με την τιμή του pH του διαλύματος να ξεχωρίζει ως παράμετρος ύψιστης σημασίας.

Η χημική λογική πίσω από το pH στην έκπλυση με κυάνιο

Κυάνιο, συνήθως με τη μορφή Κυανιούχο νάτριο (NaCN) ή κάλιο κυανιούχο (KCN), χρησιμεύει ως ο κύριος παράγοντας έκπλυσης. Ωστόσο, η αλληλεπίδρασή του με τον χρυσό και το ασήμι επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το επίπεδο pH. Το κυάνιο υπάρχει σε ισορροπία με το υδροκυάνιο (HCN), μια εξαιρετικά τοξική και πτητική ένωση. Σε όξινο περιβάλλον (χαμηλό pH), η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς τον σχηματισμό αερίου HCN. Αυτό όχι μόνο ενέχει σοβαρούς κινδύνους για την ασφάλεια, αλλά μειώνει επίσης τη διαθεσιμότητα ελεύθερων ιόντων κυανίου, τα οποία είναι απαραίτητα για τη διάλυση του χρυσού και του αργύρου.

Για αποτελεσματικό χρυσό και Εξαγωγή αργύρου, το διάλυμα πρέπει να διατηρείται σε αλκαλική κατάσταση. Όταν το pH είναι υψηλό, το κυάνιο παραμένει κυρίως στην ιοντική του μορφή, επιτρέποντάς του να σχηματίσει σταθερά σύμπλοκα με χρυσό και άργυρο. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έκπλυσης, παράγονται ιόντα υδροξειδίου, συμβάλλοντας περαιτέρω στην αλκαλικότητα του διαλύματος.

Προσδιορισμός του βέλτιστου εύρους pH

Πολυάριθμες μελέτες και βιομηχανικές πρακτικές έχουν προσδιορίσει ένα βέλτιστο εύρος pH για Έκπλυση κυανίουΓενικά, μια τιμή pH πάνω από 10.5 θεωρείται απαραίτητη και οι περισσότερες εργασίες στοχεύουν στη διατήρηση του pH μεταξύ 11 και 12. Δείτε γιατί:

• Μεγιστοποίηση της Διάλυσης του ΧρυσούΣε pH εντός αυτού του εύρους, ο ρυθμός διάλυσης του χρυσού βελτιστοποιείται. Η απόκλιση από αυτό το εύρος μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση της απόδοσης της εκχύλισης. Για παράδειγμα, εάν το pH πέσει κάτω από 10.5, ο σχηματισμός αερίου HCN μειώνει τη συγκέντρωση των ελεύθερων ιόντων κυανίου, επιβραδύνοντας την αντίδραση με τον χρυσό.

• Ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης κυανίουΗ κατανάλωση κυανίου σχετίζεται στενά με το επίπεδο pH. Οι χαμηλότερες τιμές pH μπορούν να προκαλέσουν αυξημένη χρήση κυανίου, καθώς το κυάνιο καθίσταται λιγότερο αποτελεσματικό στο σχηματισμό συμπλόκων. Διατηρώντας υψηλό pH, εξασφαλίζεται η σταθερότητα των συμπλόκων κυανίου, μειώνοντας τα περιττά Κατανάλωση κυανίου.

• Ζητήματα ασφάλειαςΑπό άποψη ασφάλειας, η διατήρηση του pH πάνω από 10.5 είναι ζωτικής σημασίας. Το αέριο HCN είναι εξαιρετικά τοξικό και ακόμη και μικρές ποσότητες μπορεί να είναι θανατηφόρες. Ελέγχοντας το pH εντός του συνιστώμενου εύρους, ελαχιστοποιείται ο σχηματισμός αυτού του επικίνδυνου αερίου, προστατεύοντας την υγεία και την ασφάλεια των εργαζομένων σε εγκαταστάσεις εξόρυξης και εξόρυξης.

Παράγοντες που επηρεάζουν το βέλτιστο pH

• Σύνθεση μεταλλεύματοςΔιαφορετικά μεταλλεύματα μπορεί να περιέχουν διάφορες ακαθαρσίες και μέταλλα που μπορούν να επηρεάσουν το βέλτιστο pH. Για παράδειγμα, τα μεταλλεύματα με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο μπορεί να απαιτούν ελαφρώς διαφορετική ρύθμιση του pH, καθώς οι ενώσεις που περιέχουν θείο μπορούν να αντιδράσουν με το διάλυμα κυανίου και να επηρεάσουν το συνολικό χημικό περιβάλλον.

• ΘερμοκρασίαΗ θερμοκρασία της διαδικασίας έκπλυσης μπορεί επίσης να επηρεάσει το βέλτιστο pH. Καθώς αλλάζει η θερμοκρασία, η διαλυτότητα του οξυγόνου και ο ρυθμός των χημικών αντιδράσεων μεταβάλλονται. Γενικά, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η αυτο-ύδρόλυση του κυανίου αυξάνεται και η διαλυτότητα του οξυγόνου μειώνεται. Αυτό μπορεί να απαιτήσει μια μικρή προσαρμογή του pH για τη διατήρηση βέλτιστων συνθηκών έκπλυσης. Ωστόσο, οι περισσότερες διαδικασίες έκπλυσης με κυάνιο διεξάγονται σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος (περίπου 15 - 30 °C) για να αποφευχθεί η υπερβολική αποσύνθεση του κυανίου και η απώλεια οξυγόνου.

Μέθοδοι για τον έλεγχο του pH

• Ασβέστης (CaO) και καυστική σόδα (NaOH)Αυτά είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αντιδραστήρια για τη ρύθμιση και τη διατήρηση του pH στην έκπλυση με κυάνιο. Ο ασβέστης, όταν προστίθεται στο νερό, σχηματίζει υδροξείδιο του ασβεστίου, το οποίο αντιδρά με όξινα συστατικά στο διάλυμα για να αυξήσει το pH. Η καυστική σόδα (NaOH), μια ισχυρή βάση, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ταχεία αύξηση του pH. Η επιλογή μεταξύ των δύο εξαρτάται από παράγοντες όπως το κόστος, η διαθεσιμότητα και οι συγκεκριμένες απαιτήσεις του μεταλλεύματος που υποβάλλεται σε επεξεργασία.

• Αισθητήρες pHΓια να διασφαλιστεί ο ακριβής έλεγχος του pH, οι σύγχρονες μεταλλευτικές δραστηριότητες βασίζονται σε προηγμένους αισθητήρες pH. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να παρακολουθούν συνεχώς το pH του διαλύματος έκπλυσης και να παρέχουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Με βάση αυτά τα δεδομένα, οι χειριστές μπορούν να προσαρμόσουν την προσθήκη αντιδραστηρίων ελέγχου του pH για να διατηρήσουν το βέλτιστο εύρος pH.

Συμπερασματικά, η βέλτιστη τιμή pH για την έκπλυση με κυάνιο κυμαίνεται στην περιοχή 11 - 12. Αυτή η τιμή καθορίζεται από έναν συνδυασμό χημικών αντιδράσεων, απαιτήσεων ασφαλείας και της ανάγκης για αποτελεσματική εξόρυξη χρυσού και αργύρου. Ελέγχοντας προσεκτικά το pH και άλλες παραμέτρους, οι εταιρείες εξόρυξης μπορούν να μεγιστοποιήσουν την ανάκτηση πολύτιμων μετάλλων, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τους περιβαλλοντικούς κινδύνους και τους κινδύνους για την ασφάλεια.